Question

6．小敏发现长期露置在空气中的铜表面会被锈蚀，于是她想探究铜锈蚀的原因．经检测，锈蚀物中除含有铜元素外，还含有C、H、O三种元素．请参与小敏在探究，并回答下列问题：
（1）推测Ⅰ：锈蚀物中的H元素来自空气中的H₂O（填化学式，下同），C元素来自空气中的CO₂，因此这两种物质肯定参加了反应．
推测Ⅱ：锈蚀物中的O元素有多种来源，因此不能确定空气中的氧气是否参加了反应．
（2）小敏为了验证空气中的氧气是否参加了反应，设计了如下系列实验（见图），你认为其中必须要做的实验是AF（填实验编号）．实验的结果是氧气参加了反应．

（说明：所用蒸馏水是煮沸迅速冷却的）
（3）下列常见物质，可选为本实验固体干燥剂的有B
A．氢氧化钠   B．氯化钙　　C．碱石灰　　D．铁粉
（4）根据研究结果，试写出铜在空气中锈蚀的化学反应方程式2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃．

Answer 1

分析 （1）根据质量守恒定律和空气的成分分析；
（2）根据金属M锈蚀需要同时与水、氧气、二氧化碳接触，分析所设计的一组实验中可以通过是否锈蚀判断出与氧气有关的实验；
（3）根据实验的目的和干燥剂的性质分析判断．
（4）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式．

解答 解：（1）推测Ⅰ：锈蚀物中的H元素来自空气中的H₂O，C元素来自空气中的CO₂，因此这两种物质肯定参加了反应．
（2）实验A中金属M与水、氧气、二氧化碳同时接触而出现锈蚀，实验B中金属M只与水接触没有锈蚀，实验C中金属M只与氧气接触没有锈蚀，实验D中金属M只与二氧化碳接触没有锈蚀，实验E中金属M仅与氧气和水接触没有锈蚀，实验F中金属M仅与水和二氧化碳接触没有锈蚀；因此通过实验A中出现锈蚀与实验F中没有锈蚀的对比，可得到金属M锈蚀需要氧气的判断；其中必须要做的实验是A和F，通过比较可以判断氧气是否参加了反应．
（3）A、由于氢氧化钠能与二氧化碳反应，不适合该实验的干燥剂；
B、氯化钙能吸收水分，能做该反应的干燥剂；
C、由于碱石灰能与二氧化碳反应，不适合该实验的干燥剂；
D、由于铁粉易生锈能与水、氧气反应，不适合该实验的干燥剂．
（4）由题意可知，铜器长期露置在空气中会生成铜绿，它的主要成份是碱式碳酸铜，化学式为Cu₂（OH）₂CO₃，铜在空气中锈蚀的化学反应方程式为：2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃．
故答为：（1）H₂O，CO₂；（2）AF；（3）B；（4）2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．